一种自动控制地下连续墙水平位移的基坑支护装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及的是一种基坑工程技术领域中的技术方法，具体是一种自动根据 地下水位变化控制液压千斤顶以减小地下连续墙水平位移的基坑支护装置。
【背景技术】
[0002] 我国沿海软土地区需开挖基坑的建筑工程日益增多。由于沿海地区地下水位普遍 较高，在基坑开挖时一般都需进行基坑内潜水预降水。目前最常用的基坑降水方法是井点 降水法：在基坑开挖前，预先在基坑周围埋设一定数量的滤水管（井），并用抽水设备抽水， 使基坑内地下水位下降，从而确保待开挖土体始终保持干燥。该方法简单成熟，效果明显且 经济性较好。但是，基坑内潜水预降水会导致基坑内外地下水位产生差异，进而导致地下连 续墙两侧土体的应力场发生改变。由于地下连续墙在软土中处于类似"悬臂梁"的状态，这 种应力场的改变极易造成地下连续墙向基坑内产生水平位移。
[0003] 地下连续墙的水平位移，对其自身的结构稳定性和基坑整体结构的稳定性都会产 生较大的影响。较大的水平位移还会造成地下连续墙的弯曲变形，这种变形可能会引起地 下连续墙的开裂，给基坑渗漏留下隐患。郑刚和曾超峰于2013年在《岩土工程学报》发表的 《基坑开挖前潜水降水引起的地下连续墙侧移研究》一文中通过对天津3号线某车站基坑工 程开挖前降水的试验观察，指出基坑开挖前的潜水预降水可导致显著的地下连续墙水平位 移，引起基坑外地面及建（构）筑物沉降，从而影响基坑周围建（构）筑物的安全。此外， 地下连续墙的水平位移会造成基坑周围土体的变形和土体内应力场的改变，造成基坑周围 地下管线的侧向变形，对地下管线的安全性和使用寿命产生影响。
[0004] 尽管基坑开挖前潜水预降水引起地下连续墙水平位移造成的基坑变形不容忽 视，但目前相关的应对措施还比较缺乏。经对现有技术文献检索发现，申请专利号为： 200710172543. 1，公开号为：CN101463606A，专利名称为：基坑可控式液压钢支撑及其应 用，该专利自述为"通过计算机控制的液压系统实现支撑轴力自动调节补偿"。然而，该专利 在计算机控制的调节依据仍需人工搜集，并未真正实现自动根据施工条件变化进行支撑轴 力补偿。而且潜水预降水造成的地下连续墙两侧地下水位差异是一个动态过程，所以由地 下水位差异引起的地下连续墙水平位移也是一个动态过程，而通过人工搜集的方式肯定无 法做到实时的动态调节。因此，上述专利提出的装置在支撑力补偿的自动化程度和控制精 度上仍有进一步提尚的空间。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供了一种自动控制地下连续墙水平 位移的基坑支护装置。该装置可自动监测地下水位变化，并提供合理的支撑力补偿，从而减 小基坑内潜水预降水引起的地下连续墙水平位移。
[0006] 本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0007] 本实用新型涉及一种自动控制地下连续墙水平位移的基坑支护装置，该装置由至 少一个单元构成，所有单元共用一个中心控制装置，每个单元包括：水平支撑、竖向支撑、钢 板平台、地下水位监测装置；水平支撑沿基坑长度方向布置，在每组水平支撑中点处布置竖 向支撑，并在竖向支撑顶部固定钢板平台；所述水平支撑中设置有液压千斤顶；每组水平 支撑均配置地下水位监测装置，地下水位监测装置与中心控制装置连接。
[0008] 优选地，所述水平支撑包括2根钢支撑、2台液压千斤顶、1台配套的油栗、2个压 力传感器、1个压力监测器和1个前端控制器；2台液压千斤顶底部重合后沿水平支撑方向 搁置于钢板平台中心处，在液压千斤顶顶端水平放置压力传感器，压力传感器和地下连续 墙之间水平放置钢支撑，钢支撑一端与地下连续墙固接，另一端搁置于钢板平台；钢支撑长 度应确保液压千斤顶、压力传感器和钢支撑紧密接触。更优选地，钢支撑采用外径为160~ 200mm、厚度为6~10mm的圆形钢管支撑。
[0009] 本实用新型中，前端控制器接收中心控制装置下达的指令，控制液压千斤顶的油 栗的启动与关闭；压力监测器实时记录压力传感器监测到的压力值，并将压力差值上传至 中心控制装置，其中压力差值是指压力传感器开始工作后某时刻的压力值与初始时刻压力 值之差。
[0010] 优选地，所述地下水位监测装置包括：4个地下水位测量仪，1个水位监测器。水位 监测器实时记录地下水位测量仪实时测得的地下水位深度，确定地下连续墙两侧地下水位 深度的差值，并自动将地下水位深度的差值上传到中心控制装置。
[0011] 优选地，4个地下水位测量仪沿水平支撑方向分别布置于距两道地下连续墙内外 两侧各3m处，埋置深度为基坑设计深度的1. 5倍。
[0012] 优选地，所述中心控制装置是一台计算机设备，该设备能接收水位监测器上传的 地下水位深度差值，确定需补偿支撑力值，并通过对压力监测器上传的压力差值与需要补 偿支撑力值的自动比对，选择和下达操作指令。
[0013] 本实用新型各部件的连接关系为：每个单元中，2个液压千斤顶通过油管与对应 的1个油栗组成同步顶，油栗通过数据线与前端控制器连接，2个压力传感器分别通过数据 线连接1个压力监测器，4个地下水位测量仪各自通过数据线与1个水位监测器连接；各个 单元中的前端控制器、压力监测器和水位监测器分别通过数据线与共用的中心控制装置连 接。
[0014] 本实用新型的工作原理：
[0015] 基坑内潜水预降水开始后，地下水位监测器自动监测地下连续墙内外两侧地下水 位深度变化，并将地下水位深度差值上传到中心控制装置；中心控制装置根据水位监测器 上传的地下水位深度差值，由计算公式确定需补偿支撑力值，并通过数据线对前端控制器 下达启动指令；前端控制器启动与需进行补偿的液压千斤顶对应的油栗；同时，中心控制 装置实时对比与该液压千斤顶对应的压力监测器上传的压力差值和需补偿支撑力值；当压 力差值与需补偿支撑力值相同时，中心控制装置通过数据线对前端控制器下达关闭指令， 前端控制器控制对应的油栗停止工作。
[0016] 本实用新型自动控制地下连续墙水平位移的基坑支护装置，控制精度高、系统自 动化程度高、操作简单，可实现对地下连续墙水平位移的自动精确控制，有效减小地下连续 墙在基坑内潜水预降水阶段的水平位移，显著降低由地下连续墙水平位移引起基坑变形的 风险，确保基坑周围建筑物和地下管线的安全。
【附图说明】
[0017] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0018] 图1为一组水平支撑中心点处示意图
[0019] 图2为地下水位监测装置示意图
[0020] 图中，1-钢支撑，2-电动液压千斤顶，3-压力称重传感器，4-钢板平台，5-格构柱， 6-压力监测器，7-数据线，8-油管，9-中心控制装置，10-油栗，11-前端控制器，12-压力式 水位计，13-水位监测器。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0022] 实施例：
[0023] 某基坑位于软土地区，采用地下连续墙作为基坑围护，基坑的尺寸为60mX10m，基 坑底部标高为_5m，地下水位为0. 000m。地下连续墙厚度为0. 5m，地下连续墙顶部和底部的 标高分别为〇. 〇〇〇m和-8. 0m。基坑在开挖前采用井点降水法，进行基坑内潜水预降水，并采 用自动控制地下连续墙水平位移的基坑支护装置。
[0024] 所述自动控制地下连续墙水平位移的基坑支护装置由至少一个单元构成，单元数 量根据基坑尺寸确定，所有单元共用一个中心控制装置9。每一个单元包括：水平支撑、竖 向支撑、钢板平台4、地下水位监测装置。
[0025] 所